Український антарктичний журнал

Том 24 № 1(32) (2026): Український антарктичний журнал
Articles

Прогнозна модель динаміки льодовика Труз на основі метеорологічних спостережень на станції «Академік Вернадський»

PDF (English)
  • Корнилій Третяк,
  • Денис Кухтар
Корнилій Третяк
Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, 79013, Україна
Денис Кухтар
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, 76019, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2026.755
Опубліковано July 2, 2026
Ключові слова
  • ERA5,
  • Sentinel-1,
  • відстеження зміщення,
  • прискорення льодовика,
  • ряд Фур’є
Як цитувати
Третяк, К., & Кухтар, Д. (2026). Прогнозна модель динаміки льодовика Труз на основі метеорологічних спостережень на станції «Академік Вернадський». Український антарктичний журнал, 24(1(32), 3-28. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2026.755

Авторське право (c) 2026 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

У роботі виконано моделювання динаміки льодовика Труз (Антарктичний півострів) на основі інтеграції дистанційних і метеорологічних даних. Основою дослідження є сумісне опрацювання швидкостей льодового потоку, визначених за даними супутникового радіолокаційного знімання, температури повітря та кількості опадів, отриманих із реаналізу ERA5, а також результатів безпосередніх метеорологічних спостережень на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський». Для оцінювання швидкості руху льодовика використано метод offset tracking за даними супутника Sentinel-1 за період 2015–2025 рр., у результаті чого сформовано 286 карт льодового потоку. Розроблено підхід до розрахунку температури повітря над поверхнею льодовика на основі даних безпосередніх вимірювань на віддалено розташованій станції «Академік Вернадський» за відсутності додаткових даних. На основі розробленої методики побудовано просторові моделі температури та швидкості льодовика з урахуванням додаткових параметрів: кількості опадів і висоти поверхні льодовика над рівнем моря. За результатами аналізу часових рядів встановлено наявність протилежних трендів: до підвищення температури на антарктичній станції «Академік Вернадський» (+0.12 °C/рік) та до її зниження над поверхнею льодовика (–0.07…–0.13 °C/рік) протягом останнього десятиліття. Використання апроксимації рядами Фур’є дало змогу виявити виражену сезонність у зміні швидкості руху льодовика. За середніми значеннями швидкостей спостерігається тенденція до прискорення льодового потоку на рівні 1–4%. Аналіз моделі показав, що температура повітря та висота поверхні разом пояснюють близько 54 % просторової варіації середньої швидкості, тоді як решта змін зумовлена впливом інших факторів, зокрема геометрії ложа льодовика, товщини льоду, особливостей підльодовикового дренажу та локальної морфології льодовикового потоку. Отримані просторові моделі можуть бути використані для подальшого прогнозування кліматично зумовлених змін льодовикової системи.

PDF (English)

Посилання

  1. Bonshoms, M., Ubeda, J., Liguori, G., Körner, P., Navarro, Á., & Cruz, R. (2022). Validation of ERA5-Land temperature and relative humidity on four Peruvian glaciers using on-glacier observations. Journal of Mountain Science, 19(7), 1849–1873. https://doi.org/10.1007/s11629-022-7388-4
  2. Bromwich, D., Ensign, A. S., Wang, S.-H., & Zou, X. (2024). Major Artifacts in ERA5 2-m Air Temperature Trends over Antarctica Prior to and During the Modern Satellite Era. Preprints. https://doi.org/10.22541/essoar.172374138.80262922/v2
  3. Charrier, L., Dehecq, A., Guo, L., Brun, F., Millan, R., Lioret, N., Copland, L., Maier, N., Dow, C., & Halas, P. (2025). TICOI: An operational Python package to generate regular glacier velocity time series. The Cryosphere, 19(10), 4555–4583. https://doi.org/10.5194/tc-19-4555-2025
  4. Cheng, G., Morlighem, M., Mouginot, J., & Cheng, D. (2022). Helheim Glacier’s Terminus Position Controls Its Seasonal and Inter-Annual Ice Flow Variability. Geophysical Research Letters, 49(5), e2021GL097085. https://doi.org/10.1029/2021GL097085
  5. Christie, F. D. W., Benham, T. J., Batchelor, C. L., Rack, W., Montelli, A., & Dowdeswell, J. A. (2022). Antarctic ice-shelf advance driven by anomalous atmospheric and sea-ice circulation. Nature Geoscience, 15(5), 356–362. https://doi.org/10.1038/s41561-022-00938-x
  6. Christie, F. D. W., Steig, E. J., Gourmelen, N., Tett, S. F. B., & Bingham, R. G. (2023). Inter-decadal climate variability induces differential ice response along Pacific-facing West Antarctica. Nature Communications, 14(1), 93. https://doi.org/10.1038/s41467-022-35471-3
  7. Cicoira, A., Beutel, J., Faillettaz, J., Gärtner-Roer, I., & Vieli, A. (2019). Resolving the influence of temperature forcing through heat conduction on rock glacier dynamics: A numerical modelling approach. The Cryosphere, 13(3), 927–942. https://doi.org/10.5194/tc-13-927-2019
  8. Ciracì, E., Velicogna, I., & Swenson, S. (2020). Continuity of the Mass Loss of the World’s Glaciers and Ice Caps From the GRACE and GRACE Follow-On Missions. Geophysical Research Letters, 47(9), e2019GL086926. https://doi.org/10.1029/2019GL086926
  9. Climate Unboxed. (2021, April 2). The Beauty of NetCDF[Video recording]. https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=UvNBnjiTXa0&list
  10. Edwards, T. L., Nowicki, S., Marzeion, B., Hock, R., Goelzer, H., Seroussi, H., Jourdain, N. C., Slater, D. A., Turner, F. E., Smith, C. J., McKenna, C. M., Simon, E., Abe-Ouchi, A., Gregory, J. M., Larour, E., Lipscomb, W. H., Payne, A. J., Shepherd, A., Agosta, C., ... & Zwinger, T. (2021). Projected land ice contributions to twenty-first-century sea level rise. Nature, 593(7857), 74–82. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03302-y
  11. Euillades, L. D., Euillades, P. A., Riveros, N. C., Masiokas, M. H., Ruiz, L., Pitte, P., Elefante, S., Casu, F., & Balbarani, S. (2016). Detection of glaciers displacement time-series using SAR. Remote Sensing of Environment, 184, 188–198. https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.07.003
  12. Feng, X., Chen, Z., Li, G., Ju, Q., Yang, Z., & Cheng, X. (2023). Improving the capability of D-InSAR combined with offset-tracking for monitoring glacier velocity. Remote Sensing of Environment, 285, 113394. https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113394
  13. Forte, E., Santin, I., Azzaro, M., Battistel, D., & Guglielmin, M. (2024). Evidence of brines interconnections and different flow patterns within the boulder clay glacier and its moraine (Victoria Land, East Antarctica). Science of The Total Environment, 957, 177469. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.177469
  14. Frederikse, T., Landerer, F., Caron, L., Adhikari, S., Parkes, D., Humphrey, V. W., Dangendorf, S., Hogarth, P., Zanna, L., Cheng, L., & Wu, Y.-H. (2020). The causes of sea-level rise since 1900. Nature, 584(7821), 393–397. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2591-3
  15. Gardner, A. S., Sharp, M. J., Koerner, R. M., Labine, C., Boon, S., Marshall, S. J., Burgess, D. O., & Lewis, D. (2009). Near-Surface Temperature Lapse Rates over Arctic Glaciers and Their Implications for Temperature Downscaling. Journal of Climate, 22(16), 4281–4298. https://doi.org/10.1175/2009JCLI2845.1
  16. Gleixner, S., Demissie, T., & Diro, G. T. (2020). Did ERA5 Improve Temperature and Precipitation Reanalysis over East Africa? Atmosphere, 11(9), 996. https://doi.org/10.3390/atmos11090996
  17. Gomez, R., Arigony-Neto, J., De Santis, A., Vijay, S., Jaña, R., & Rivera, A. (2019). Ice dynamics of union glacier from SAR offset tracking. Global and Planetary Change, 174, 1–15. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.12.012
  18. Gossart, A., Helsen, S., Lenaerts, J. T. M., Broucke, S. V., Lipzig, N. P. M. van, & Souverijns, N. (2019). An Evaluation of Surface Climatology in State-of-the-Art Reanalyses over the Antarctic Ice Sheet. Journal of Climate, 32(20), 6899–6915. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0030.1
  19. Hall, D. K., Box, J. E, Casey, K. A., Hook, S. J., Shuman, C. A., & Steffen, K. (2008). Comparison of satellite-derived and in situ observations of ice and snow surface temperatures over Greenland. Remote Sensing of Environment, 112(10), 3739–3749. https://doi.org/10.1016/j.rse.2008.05.007
  20. Hu, Y., Harrison, S., Liu, L., & Wood, J. L. (2023). Modelling rock glacier ice content based on InSAR-derived velocity, Khumbu and Lhotse valleys, Nepal. The Cryosphere, 17(6), 2305–2321. https://doi.org/10.5194/tc-17-2305-2023
  21. Hugonnet, R., McNabb, R., Berthier, E., Menounos, B., Nuth, C., Girod, L., Farinotti, D., Huss, M., Dussaillant, I., Brun, F., & Kääb, A. (2021). Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century. Nature, 592(7856), 726–731. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03436-z
  22. Jawak, S. D., Kumar, S., Luis, A. J., Pandit, P. H., Wankhede, S. F., & Anirudh, T. S. (2019). Seasonal comparison of velocity of the eastern tributary glaciers, Amery Ice Shelf, Antarctica, using SAR offset tracking. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, IV-2-W5, 595–600. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-2-W5-595-2019
  23. Kadurin, S., & Andrieieva, K. (2021). Ice sheet velocity tracking by Sentinel-1 satellite images at Graham Coast Kyiv Peninsula. Ukrainian Antarctic Journal, (1), 24–31. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2021.663
  24. Kadurin, S., & Kadurin, V. (2023). The dynamics of Trooz Glacier, Antarctic Peninsula, by satellite remote sensing data. Ukrainian Antarctic Journal, 21(2(27), 117–133. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2023.713
  25. Khrystiuk, B., Gorbachova, L., Shpyg, V., & Pishniak, D. (2022). Changes in extreme temperature indices at the Ukrainian Antarctic Akademik Vernadsky station, 1951-2020. Meteorology, Hydrology and Water Management, 10(1), 95–106. https://doi.org/10.26491/mhwm/150883
  26. Lee, S., Kim, S., An, H., & Han, H. (2023). Ice Velocity Variations of the Cook Ice Shelf, East Antarctica, from 2017 to 2022 from Sentinel-1 SAR Time-Series Offset Tracking. Remote Sensing, 15(12), 3079. https://doi.org/10.3390/rs15123079
  27. Lo Vecchio, A., Lenzano, M. G., Durand, M., Lannutti, E., Bruce, R., & Lenzano, L. (2018). Estimation of surface flow speed and ice surface temperature from optical satellite imagery at Viedma glacier, Argentina. Global and Planetary Change, 169, 202–213. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.08.001
  28. Łukosz, M., Hejmanowski, R., & Witkowski, W. T. (2022). Analysis of the Velocity Changes of the Jakobshavn Glacier Based on SAR Imagery. Quaestiones Geographicae, 41(1), 93–105. https://doi.org/10.2478/qua-geo-2022-0007
  29. Machío, F., Rodríguez-Cielos, R., Navarro, F., Lapazaran, J., & Otero, J. (2017). A 14-year dataset of in situ glacier surface velocities for a tidewater and a land-terminating glacier in Livingston Island, Antarctica. Earth System Science Data, 9(2), 751–764. https://doi.org/10.5194/essd-9-751-2017
  30. Mo, Z., Zeng, Z., Huang, Liangke, Liu, L., Huang, Ling, Zhou, L., Ren, C., & He, H. (2021). Investigation of Antarctic Precipitable Water Vapor Variability and Trend from 18 Year (2001 to 2018) Data of Four Re-analyses Based on Radiosonde and GNSS Observations. Remote Sensing, 13(19), 3901. https://doi.org/10.3390/rs13193901
  31. Mouginot, J., Rignot, E., & Scheuchl, B. (2019). Continent-Wide, Interferometric SAR Phase, Mapping of Antarctic Ice Velocity. Geophysical Research Letters, 46(16), 9710–9718. https://doi.org/10.1029/2019GL083826
  32. Nanni, U., Scherler, D., Ayoub, F., Millan, R., Herman, F., & Avouac, J.-P. (2023). Climatic control on seasonal variations in mountain glacier surface velocity. The Cryosphere, 17(4), 1567–1583. https://doi.org/10.5194/tc-17-1567-2023
  33. Neckel, N., Zeising, O., Steinhage, D., Helm, V., & Humbert, A. (2020). Seasonal Observations at 79 °N Glacier (Greenland) From Remote Sensing and in situ Measurements. Frontiers in Earth Science, 8, 142. https://doi.org/10.3389/feart.2020.00142
  34. Nicola, L., Notz, D., & Winkelmann, R. (2023). Revisiting temperature sensitivity: How does Antarctic precipitation change with temperature? The Cryosphere, 17(7), 2563–2583. https://doi.org/10.5194/tc-17-2563-2023
  35. Noad, N. C., Bonnaventure, P. P., Gilson, G. F., Jiskoot, H., & Garibaldi, M. C. (2023). Surface-based temperature inversion characteristics and impact on surface air temperatures in northwestern Canada from radiosonde data between 1990 and 2016. Arctic Science, 9(3), 545–563. https://doi.org/10.1139/as-2022-0031
  36. Otosaka, I. N., Horwath, M., Mottram, R., & Nowicki, S. (2023). Mass Balances of the Antarctic and Greenland Ice Sheets Monitored from Space. Surveys in Geophysics, 44(5), 1615–1652. https://doi.org/10.1007/s10712-023-09795-8
  37. Parkes, D., & Marzeion, B. (2018). Twentieth-century contribution to sea-level rise from uncharted glaciers. Nature, 563(7732), 551–554. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0687-9
  38. Rignot, E., Mouginot, J., Scheuchl, B., van den Broeke, M., van Wessem, M. J., & Morlighem, M. (2019). Four decades of Antarctic Ice Sheet mass balance from 1979–2017. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(4), 1095–1103. https://doi.org/10.1073/pnas.1812883116
  39. Rosas-Chavoya, M., López-Serrano, P. M., Hernández-Díaz, J. C., Wehenkel, C., & Vega-Nieva, D. J. (2022). Analysis of Near-Surface Temperature Lapse Rates in Mountain Ecosystems of Northern Mexico Using Land-sat-8 Satellite Images and ECOSTRESS. Remote Sensing, 14(1), 162. https://doi.org/10.3390/rs14010162
  40. Rounce, D. R., Hock, R., Maussion, F., Hugonnet, R., Kochtitzky, W., Huss, M., Berthier, E., Brinkerhoff, D., Compagno, L., Copland, L., Farinotti, D., Menounos, B., & McNabb, R. W. (2023). Global glacier change in the 21st century: Every increase in temperature matters. Science, 379(6627), 78–83. https://doi.org/10.1126/science.abo1324
  41. Roussel, M.-L., Lemonnier, F., Genthon, C., & Krinner, G. (2020). Brief communication: Evaluating Antarctic precipitation in ERA5 and CMIP6 against CloudSat observations. The Cryosphere, 14(8), 2715–2727. https://doi.org/10.5194/tc-14-2715-2020
  42. SanchezLofficial, A., Métivier, L., Fleitout, L., Chanard, K., Greff-Lefftz, M., deLaServe, M., Gauer, L.-M.,& Gourrion, E. (2025). Multitechnique estimation of ice mass balance in Greenland: Impact of the uncertainties on firn densification and GIA models. Geophysical Journal International, 240(3), 1935–1952. https://doi.org/10.1093/gji/ggaf015
  43. Still, H., Odolinski, R., Bowman, M. H., Hulbe, C., & Prior, D. J. (2024). Observing glacier dynamics with low-cost, multi-GNSS positioning in Victoria Land, Antarctica. Journal of Glaciology, 70, e31. https://doi.org/10.1017/jog.2023.101
  44. Tetzner, D., Thomas, E., & Allen, C. (2019). A Validation of ERA5 Reanalysis Data in the Southern Antarctic Peninsula—Ellsworth Land Region, and Its Implications for Ice Core Studies. Geosciences, 9(7), 289. https://doi.org/10.3390/geosciences9070289
  45. Tretyak, K. R., & Kukhtar, D. V. (2023). Modeling the Trooz Glacier’s movement using air temperature data and satellite SAR observations in 2015–2022. Ukrainian Antarctic Journal, 21(1(26), 24–36. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2023.709
  46. Vijay, S., & Braun, M. (2017). Seasonal and Interannual Variability of Columbia Glacier, Alaska (2011–2016): Ice Velocity, Mass Flux, Surface Elevation and Front Position. Remote Sensing, 9(6), 635. https://doi.org/10.3390/rs9060635
  47. Wallis, B. J., Hogg, A. E., Meredith, M. P., Close, R., Hardy, D., McMillan, M., Wuite, J., Nagler, T., & Moffat, C. (2023). Ocean warming drives rapid dynamic activation of marine-terminating glacier on the west Antarctic Peninsula. Nature Communications, 14(1), 7535. https://doi.org/10.1038/s41467-023-42970-4
  48. Wen, Q., & Wang, T. (2025). Time-Series Surface Velocity and Backscattering Coefficients from Sentinel-1 SAR Images Document Glacier Seasonal Dynamics and Surges on the Puruogangri Ice Field in the Central Tibetan Plateau. Remote Sensing, 17(20), 3490. https://doi.org/10.3390/rs17203490
  49. Wille, J. D., Favier, V., Jourdain, N. C., Kittel, C., Turton, J. V., Agosta, C., Gorodetskaya, I. V., Picard, G., Codron, F., Santos, C. L.-D., Amory, C., Fettweis, X., Blanchet, J., Jomelli, V., & Berchet, A. (2022). Intense atmospheric rivers can weaken ice shelf stability at the Antarctic Peninsula. Communications Earth & Environment, 3(1), 90. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00422-9
  50. Winsvold, S. H., Kääb, A., & Nuth, C. (2016). Regional Glacier Mapping Using Optical Satellite Data Time Series. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(8), 3698–3711. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2016.2527063
  51. Wuite, J., Nagler, T., Hetzenecker, M., & Rott, H. (2026). Ten years of polar ice velocity mapping using Copernicus Sentinel-1. Remote Sensing of Environment, 332, 115092. https://doi.org/10.1016/j.rse.2025.115092
  52. Yang, W., Zhao, C., Westoby, M., Yao, T., Wang, Y., Pellicciotti, F., Zhou, J., He, Z., & Miles, E. (2020). Seasonal Dynamics of a Temperate Tibetan Glacier Revealed by High-Resolution UAV Photogrammetry and In Situ Measurements. Remote Sensing, 12(15), 2389. https://doi.org/10.3390/rs12152389
  53. Zekollari, H., Huss, M., Farinotti, D., & Lhermitte, S. (2022). Ice-Dynamical Glacier Evolution Modeling–A Review. Reviews of Geophysics, 60(2), e2021RG000754. https://doi.org/10.1029/2021RG000754
  54. Zhang, J., Jia, L., Menenti, M., & Ren, S. (2021). Interannual and Seasonal Variability of Glacier Surface Velocity in the Parlung Zangbo Basin, Tibetan Plateau. Remote Sensing, 13(1), 80. https://doi.org/10.3390/rs13010080
  55. Zhang, T., Xiao, C., Colgan, W., Qin, X., Du, W., Sun, W., Liu, Y., & Ding, M. (2013). Observed and modelled ice temperature and velocity along the main flowline of East Rongbuk Glacier, Qomolangma (Mount Everest), Himalaya. Journal of Glaciology, 59(215), 438–448. https://doi.org/10.3189/2013JoG12J202